(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、
所定の温度範囲内の少なくとも１つ以上の所定の温度に対して物質のスペクトルを測定して、前記物質のスペクトルに関する第１のスペクトルデータを前記所定の温度毎に取得するステップと、
前記第１のスペクトルデータを、前記所定の温度に対応付け、基準スペクトルデータとして記憶したデータベースを作成するステップと、
未知試料のスペクトルを測定して、該未知試料のスペクトルに関する第２のスペクトルデータおよび前記未知試料のスペクトル測定時における測定温度を取得するステップと、
前記表面プラズモン共鳴スペクトル装置が有する測定系の構成をモデリングした多層膜モデルに関する多層膜モデルデータを取得するステップと、
前記多層膜モデルデータに基づく光学計算を行い、スペクトルの形の理論曲線データを取得するステップと、
前記データベースを参照して、前記基準スペクトルデータのうち前記測定温度に対応する、基準スペクトルに関する第３のスペクトルデータを取得するステップと、
前記理論曲線データを、その最大値および最小値がそれぞれ前記第３のスペクトルデータの最大値および最小値と一致するように線形変換して、理論スペクトルに関する第４のスペクトルデータを取得するステップと、
前記第３のスペクトルデータおよび前記第４のスペクトルデータに対してフーリエ変換を行い、前記フーリエ変換された第４のスペクトルデータを前記フーリエ変換された第３のスペクトルデータで除算して、装置関数に関する第１のデータを取得するステップと、
前記第１のデータを前記第２のスペクトルデータをフーリエ変換することにより取得される第２のデータで除算した第３のデータを取得するステップと、
前記第３のデータを逆フーリエ変換して、校正スペクトルに関する第５のスペクトルデータを取得するステップと
を有することを特徴とする表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法。
【請求項２】
請求項１に記載の表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、
前記第５のスペクトルデータに基づいて、前記校正スペクトルを多項式に当てはめ、極小点に対応する角度から表面プラズモン共鳴角度を求めるステップをさらに有することを特徴とする表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法。
【請求項３】
請求項２に記載の表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、前記表面プラズモン共鳴角度を求めるステップは、
前記表面プラズモン共鳴角度を用いた検量線を作成して、表面プラズモン共鳴スペクトルの屈折率感度を補正するステップを有することを特徴とする表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法に関し、より詳細には、光吸収、および発光を検出する光学測定部および近接場をプローブ光として試料の屈折率変化のモニタを行う表面プラズモン共鳴（Surface plasmon resonance:ＳＰＲ）スペクトルを測定する光学センサにおいて、測定時の温度環境により生じる屈折率感度を補正する表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＰＲセンサは、ＳＰＲスペクトルのシフトから金属表面近接の屈折率変化を検出する手段である。屈折率変化は、ＳＰＲスペクトルの反射率の極小点に対応した入射角度であるＳＰＲ角度θＳＰＲのシフト量ΔθＳＰＲから導出することができる。このΔθＳＰＲは、測定時の温度環境変化にも敏感であることが知られている。そのため、測定時の外部環境および光学測定部内の熱源に起因する温度変化により、光学測定部が有するＳＰＲセンサの屈折率感度に変化が生じることがある。特に、屈折率変化が１０−５〜１０−7［ＲＩＵ］（ＲＩＵ：相対屈折率感度の単位）レベルの高感度な測定を実施しようとすれば、温度による屈折率感度の変化は抑える必要がある。
【０００３】
そこで、従来は、液体あるいはペルチェ素子を用いた恒温装置を光学測定部に組み込み、光学測定部の温度を常に一定とする方法が用いられていた。
【０００４】
【非特許文献１】“流路系”、[online]、ビアコア株式会社、［平成１７年８月３日検索］、インターネット＜URL: http://www.biacore.co.jp/3_1_2.shtml＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような温度環境を維持する恒温装置系を組み込んだＳＰＲ測定装置では、装置が大型かつ高価となり、結果として、可搬性のある大きさにおいて高精度の測定を行うことは困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、小型化しても高精度に測定可能であり、かつコストを抑えたＳＰＲスペクトル測定装置におけるデータ校正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、所定の温度範囲内の少なくとも１つ以上の所定の温度に対して物質のスペクトルを測定して、物質のスペクトルに関する第１のスペクトルデータを所定の温度毎に取得するステップと、第１のスペクトルデータを、所定の温度に対応付け、基準スペクトルデータとして記憶したデータベースを作成するステップと、未知試料のスペクトルを測定して、該未知試料のスペクトルに関する第２のスペクトルデータおよび未知試料のスペクトル測定時における測定温度を取得するステップと、表面プラズモン共鳴スペクトル装置が有する測定系の構成をモデリングした多層膜モデルに関する多層膜モデルデータを取得するステップと、多層膜モデルデータに基づく光学計算を行い、スペクトルの形の理論曲線データを取得するステップと、データベースを参照して、基準スペクトルデータのうち測定温度に対応する、基準スペクトルに関する第３のスペクトルデータを取得するステップと、理論曲線データを、その最大値および最小値がそれぞれ第３のスペクトルデータの最大値および最小値と一致するように線形変換して、理論スペクトルに関する第４のスペクトルデータを取得するステップと、第３のスペクトルデータおよび第４のスペクトルデータに対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換された第４のスペクトルデータをフーリエ変換された第３のスペクトルデータで除算して、装置関数に関する第１のデータを取得するステップと、第１のデータを第２のスペクトルデータをフーリエ変換することにより取得される第２のデータで除算した第３のデータを取得するステップと、第３のデータを逆フーリエ変換して、校正スペクトルに関する第５のスペクトルデータを取得するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、第５のスペクトルデータに基づいて、校正スペクトルを多項式に当てはめ、極小点に対応する角度から表面プラズモン共鳴角度を求めるステップをさらに有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表面プラズモン共鳴スペクトル測定装置におけるデータ校正方法において、表面プラズモン共鳴角度を求めるステップは、表面プラズモン共鳴角度を用いた検量線を作成して、表面プラズモン共鳴スペクトルの屈折率感度を補正するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温度計を備えた、屈折率をモニタしてＳＰＲスペクトルを測定する装置において、光学計算により求めた理論曲線と室温付近での温度変化による屈折率変化の小さい物質の実測スペクトルとから導出した検出器の出力強度の理論スペクトルと、装置内の温度計の各指示値における室温付近での温度変化による屈折率変化の小さい物質の実測スペクトルとを記録したデータベースとを用いることにより、高額な恒温設備を必要とせずに、測定時の温度環境に依存した屈折率感度のずれを校正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ＳＰＲ測定装置において、恒温装置系を適用せず、データベースを参照してデータ処理を行うことによって、測定時の温度環境の変化により生じるＳＰＲセンサの屈折率感度のずれを補正する方法である。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に、本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置の構成を示す。このＳＰＲ測定装置は、クレッチェマン型あるいはオットー型の光学測定部Ｍと演算および結果表示部Ｐとを備える。光学測定部Ｍは、光源１から出射した光がプリズムを介して、試料が配置されたガラス基板２に形成された金属薄膜において全反射し、その反射光を検出器４で検出する。図１には示さないが、光源１と検出器４との間の光路にはミラーおよびレンズ等も、装置の設計に応じて配置することができる。また、測定時の光学測定部Ｍの温度は、温度計３で測定される。光学測定部Ｍにおいて測定されたスペクトルデータおよび該測定時の温度に関するデータは、測定データの処理を行い、かつディスプレイ等の表示部に結果を表示するパーソナルコンピュータ５を含む演算および結果表示部Ｐに送信される。
【００１３】
さらに、光学測定部Ｍは、光学測定部Ｍ全体を制御する第１の制御部（不図示）を備えている。この第１の制御部は、制御を実行するＣＰＵと、このＣＰＵの制御プログラムを格納したＲＯＭおよびＣＰＵの作業領域を提供するＲＡＭを有する第１の記憶手段とを備え、光学測定部Ｍの各構成もこの制御部によって統合して制御される。演算および結果表示部Ｐのパーソナルコンピュータ５もまた、演算および結果表示部Ｐを制御する第２の制御部を備えている。この第２の制御部は、制御を実行するＣＰＵと、このＣＰＵの制御プログラムを格納したＲＯＭおよびＣＰＵの作業領域を提供するＲＡＭを有する第２の記憶手段とを備え、演算および結果表示部Ｐの各構成もこの制御部によって統合して制御される。また、パーソナルコンピュータ５は、第２の制御部に接続された、所定の指令あるいはデータ等を入力するキーボードあるいは各種スイッチ等を含む入力操作部（不図示）を備えている。
【００１４】
図２に、本発明の一実施形態に係る校正スペクトル作成処理のフローチャートを示す。図２に示すフローチャートは、第１および第２の記憶手段に格納されているプログラムに従って、第１および第２のＣＰＵがそれぞれ行う手順である。未知試料の測定を行う前に予め、流路２に配置された水や空気のような室温付近での温度変化による屈折率変化の小さい物質（本実施形態では水を使用）についての実測スペクトルを、温度計３の指示値毎に測定する。第１の制御部は、上記測定された水についての実測スペクトルに関する実測スペクトルデータを取得し、該取得された実測スペクトルデータをパーソナルコンピュータ５へと送信する。パーソナルコンピュータ５が上記実測スペクトルデータを受信すると、第２の制御部は、これらの実測スペクトルを、想定される測定温度範囲の温度Ｔｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）において基準スペクトルＢ（Ｔｉ）として予めデータベース化する。すなわち、第２の制御部は、光学測定部Ｍから送信された実測スペクトルデータに基づいて、温度Ｔｉにおける基準スペクトルＢ（Ｔｉ）に関する基準スペクトルデータを取得し、データベース化して第２の記憶手段に記憶させる。（ステップ２０１）。
【００１５】
これに対し、光学計算により求めた測定角度［度］（光源１から出射された光の金属薄膜に対する入射角）に対する反射率［％］として表される理論曲線を、測定角度［度］に対する検出器４の光強度［Ａ．Ｕ．］として表される理論スペクトルＡに変換して、図３（後述）の手順に従って得られる理論スペクトルＡデータを取得する（ステップ２０４）。ついで、上記理論スペクトルＡデータをフーリエ変換する。すなわち、第２の制御部は、光学測定部Ｍから送信された実測スペクトルＡに関するフーリエ変換理論スペクトルＡデータを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ２０５）。
【００１６】
ここで未知試料測定を行った場合、第１の制御部は、温度計３において検知された、上記測定時における温度計３の指示温度ＴＳに関する指示温度ＴＳデータおよび測定試料の実測スペクトルデータを、パーソナルコンピュータ５へと送信する。第２の制御部は、その測定時の温度計３の指示温度ＴＳに対応する基準スペクトルＢ（ＴＳ）を第２の記憶手段に記憶されたデータベース化された基準スペクトルＢ（Ｔｉ）データから抜きだしてフーリエ変換する。第２の制御部は、上記フーリエ変換された基準スペクトルＢ（ＴＳ）に関するフーリエ変換基準スペクトルＢ（ＴＳ）データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ２０３）。
【００１７】
フーリエ・セルフ−ディコンボリューション法を適用して、フーリエ変換をした理論スペクトルＡを、フーリエ変換をした基準スペクトルＢ（ＴＳ）で割ることにより得られる相関係数、すなわち装置関数Ｈ（ＴＳ）を求める。すなわち、第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された、フーリエ変換理論スペクトルＡデータとフーリエ変換基準スペクトルＢ（ＴＳ）データとにより、装置関数Ｈ（ＴＳ）に関する装置関数Ｈ（ＴＳ）データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ２０６）。具体的には、理論スペクトルＡ、基準スペクトルＢ（Ｔｉ）に関するデータ（フーリエ変換される前のデータ）は、検出器からの光強度の一次行列として得られるので、これらをそれぞれステップ２０２、２０５にてフーリエ変換し、ステップ２０６にて下記の式１から装置関数Ｈ（ＴＳ）を得る。
Ｈ（ＴＳ）＝Ｆ［Ａ］／Ｆ［Ｂ（ＴＳ）］        （式１）
上式の記号Ｆはフーリエ変換を表している。
【００１８】
なお、上記ステップ２０１〜２０３、およびステップ２０４、２０５はそれぞれ、ステップ２０６の前に行っていれば良い。また、実際の未知試料測定は、ステップ２０１の後であって、ステップ２０２および２０４の前に行えば良い。上述したように、実際の未知試料測定結果である、測定試料に関する実測スペクトルデータおよびその時の指示温度ＴＳデータは、光学測定系Ｍからパーソナルコンピュータ５へと送信される。第２の制御部は、光学測定部Ｍから送信された、上記測定時における温度計３の指示温度ＴＳの際の測定試料についての実測スペクトルＳ（ＴＳ）をフーリエ変換して、該フーリエ変換された、測定試料についての実測スペクトルＳ（ＴＳ）に関するフーリエ変換実測スペクトルＳ（ＴＳ）データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ２０７、２０８）。このフーリエ変換された実測スペクトルＦ［Ｓ（ＴＳ）］で装置関数Ｈ（ＴＳ）を割る。すなわち、第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された、装置関数Ｈ（ＴＳ）データとフーリエ変換実測スペクトルＳ（ＴＳ）データとにより、除算データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ２０９）。このフーリエ変換された実測スペクトルＦ［Ｓ（ＴＳ）］で装置関数Ｈ（ＴＳ）を割ったものを逆フーリエ変換する（ステップ２１０）ことで、各指示温度における校正スペクトルＳ′を得る（ステップ２１１）。ここで、未知試料を測定して得られる実測スペクトルＳ（ＴＳ）データも光強度の一次行列として得られる。よって、装置関数Ｈ（ＴＳ）データとフーリエ変換実測スペクトルＳ（ＴＳ）データとから、式２のように校正スペクトルＳ′データを得る。なお、式２中のInverseF は逆フーリエ変換を表す。
Ｓ′＝InverseF｛Ｈ（ＴＳ）／Ｆ［Ｓ（ＴＳ）］｝      （式２）
すなわち、第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された、装置関数Ｈ（ＴＳ）データとフーリエ変換実測スペクトルＳ（ＴＳ）データとにより、式２で示される校正スペクトルＳ′データを取得して、第２の記憶手段に記憶させる。
【００１９】
図３に、本発明の一実施形態に係る理論スペクトルＡ作成処理のフローチャートを示す。まず、理論曲線を求めるために、多層膜モデルを作成する。本明細書における多層膜モデルとは、複数の媒体から成る系において、隣接する媒体間の各界面での入射光および反射光を繰り込み、系全体に対する入射光および反射光についてのスペクトル等を解析するための計算モデルである。なお、本実施形態における上記多層膜モデルは、光学測定系Ｍと同じ構成に対してモデリングしている。つまり、媒体としてＢＫ７ガラス、金薄膜、および金薄膜上のサンプルである空気、水あるいは修飾膜の３層から成る系に基づく多層膜モデルである。第２の制御部は、第２の制御部が有する入力操作部から入力される多層膜モデルに関する多層膜モデルデータを取得し、該多層膜モデルデータを第２の記憶手段に記憶させる（ステップ３０１、３０２）。次に、パーソナルコンピュータ５において、この多層膜モデルデータに基づく光学計算を行い、測定角度［度］に対する反射率［％］として表されるＳＰＲスペクトルの形で理論曲線を導出し（ステップ３０３）、反射率の最大値および最小値を抽出する。つまり、第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された上記多層膜モデルデータにより、理論曲線に関する理論曲線データを取得し、第２の記憶手段に記憶する。また、第２の制御部は、この理論曲線データから反射率の最大値および最小値に関する理論曲線の最大値データおよび最小値データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ３０４）。一方で、第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された、データベース化された基準スペクトルＢ（Ｔｉ）データから、指示温度ＴＳに対応する基準スペクトルＢ（ＴＳ）データを抽出し（ステップ３０５）、該データから光強度の最大値および最小値を抽出する。第１の制御部は、上記測定された水の実測スペクトルに関する水の実測スペクトルデータを取得し、該取得された水の実測スペクトルデータをパーソナルコンピュータ５へと送信する。第２の制御部は、光学測定部Ｍから送信された水の実測スペクトルデータから光強度の最大値および最小値に関する水の実測スペクトルの最大値データおよび最小値データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ３０６）。次に、理論曲線の最大値、最小値がこの実測スペクトルの最大値、最小値と合うように理論曲線を線形変換する、理論曲線に関する線形変換式を導出する。第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された理論曲線の最大値データおよび最小値データ、ならびに、第２の記憶手段に記憶された、水の実測スペクトルの最大値データおよび最小値データより、理論曲線に関する線形変換式データを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ３０７）。上記線形変換式を理論曲線に適用することによって、理論スペクトルＡを得ることができる。第２の制御部は、第２の記憶手段に記憶された理論曲線データおよび線形変換式データにより、理論スペクトルＡに関する理論スペクトルＡデータを取得し、第２の記憶手段に記憶させる（ステップ３０８）。
【００２０】
本発明の一実施形態に係るＳＰＲスペクトル測定装置におけるデータ校正法では、理論スペクトルＡを用いて、温度環境の変化により生じる原因特定が困難な種々の光学系構成部品への影響を全て装置の温度計指示値ＴＳを指標とする装置関数Ｈ（ＴＳ）に繰り込むことにより、実測スペクトルＳ（ＴＳ）に含まれる温度変化によって生じたずれを取り除いた校正スペクトルＳ′を得ることができる。
【００２１】
図４に、本発明の一実施形態に係るＳＰＲ角度導出についてのフローチャートを示す。ステップ２１１において校正スペクトルＳ′を得た後、校正スペクトルＳ′を多項式に当てはめ、光強度の極小点を検出する（ステップ４０４）。この極小点に対応する角度から、未知試料の校正されたＳＰＲ角度を得ることができる（ステップ４０５）。ここで、屈折率既知のサンプル（例えば水、空気または屈折率が整合されたオイル）の校正されたＳＰＲ角度と屈折率とを、それぞれ縦軸と横軸とにとった２次元グラフを描画して検量線を作成する。上記屈折率既知のサンプルの校正されたＳＰＲ角度は、未知試料の校正されたＳＰＲ角度を得る手順と同じ手順により求める。この屈折率既知のサンプルに関する検量線および未知試料の校正されたＳＰＲ角度を用いることにより、未知試料のＳＰＲスペクトルの屈折率感度を補正することができる。
【００２２】
本発明の実施形態では、理論スペクトルを求めるために利用した測定系が測定温度範囲内における熱的安定性を持ち、金属薄膜の材料・厚さ、測定装置のプリズムの屈折率、金属薄膜を形成する基板材料に変化がない場合には、一つの理論スペクトルで異なる材料あるいは屈折率範囲にある試料のスペクトルを校正することができる。
【００２３】
但し、測定に用いる金属薄膜の種類および金属薄膜を形成する基板の材質、厚さ、および、プリズムと基板とのマッチング方法を変化させる場合には、各々の場合において、実測スペクトルを測定し、最大値、最小値を求め、理論スペクトルを更新する必要がある。
【００２４】
また、理論スペクトルＡを測定する温度を常に一定としておけば、如何なる温度で測定した未知試料スペクトルＳ（Ｔ）から導出した校正スペクトルＳ′を用いても、試料と測定系が同じ場合、屈折率感度だけではなく屈折率の絶対値そのものが常に等しい結果が得られる。
【００２５】
ＳＰＲ測定に用いる光学測定部Ｍについては、光学材料の劣化により変化が生じることがある。したがって、実際の測定時には、その都度、装置起動時に水や空気という室温付近で安定した試料を用い、理論スペクトルＡを得る準備作業をしておくことが望ましい。本実施形態における理論スペクトルＡは、実測スペクトルを参照して得られるため、装置温度の要素を含む。よって求められる屈折率の絶対値については、理論スペクトル導出の際に用いた実測スペクトルの実測時の温度の影響を含んだ値となる。
【００２６】
基準スペクトルＢ（Ｔｉ）を求めるために利用した光学測定部Ｍおよび試料が測定温度範囲内において熱的に安定である場合には、想定される測定温度範囲以内においては、異なる温度で測定した場合でも、屈折率感度（単位は［度／ＲＩＵ］）はほぼ等しくなる。したがって、本発明の実施形態に係るデータ処理を行うことにより、実測スペクトルから温度環境変化によるスペクトルシフトの影響を取り除くこともできる。温度により試料そのものに変化がある系、例えば、タンパク質やポリマー材料においては、測定上の温度誤差を除いた、測定対象物の温度による変化を屈折率変化として抽出することが可能となる。
【００２７】
図５に、本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られる理論曲線を示す。この理論曲線は、基板２に厚さ５０ｎｍ金薄膜が形成されたＢＫ７ガラスを用い、金薄膜上に水がある系を想定した多層膜モデルにおいて光学計算を行うことにより導出される。
【００２８】
一方、光学測定部Ｍを恒温槽に入れて光学測定部Ｍ内の温度を変化させながら、第１の制御部が光学測定部Ｍ内の温度計３の示す各指示値において、水の実測スペクトルである基準スペクトルＢ（Ｔ）に関する基準スペクトルＢ（Ｔ）データを取得し、基準スペクトルＢ（Ｔ）データをパーソナルコンピュータ５へ送信する。第２の制御部は、送信された基準スペクトルＢ（Ｔ）データを記録し、データベース化する。
【００２９】
次は図６に、本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られる理論スペクトルＡを示す。まず、第１の制御部は、温度計３の指示温度がＴＳである光学測定部Ｍにおいて、基板２に厚さ５０ｎｍ金薄膜が形成されたＢＫ７ガラスを用い、金薄膜上にある水の実測スペクトルに関する水の実測スペクトルデータを取得し、第２の制御部へ送信する。第２の制御部は、この測定温度ＴＳでの水の実測スペクトルデータから、光強度の最大値および最小値に関する水の実測スペクトルの最大値データおよび最小値データを取得する。そして、第２の制御部は、図５の理論曲線の最大値データ（９１．２４３％）および最小値データ（０．６０３％）と、測定温度ＴＳでの水の実測スペクトルの最大値データおよび最小値データとがそれぞれ合うように、理論曲線データを線形変換することによって理論スペクトルＡを導出する。
【００３０】
次に、未知試料として、０．２５、０．５、０．７５、１．０Ｍの濃度に調製したＫＣｌ水溶液を用意する。第１の制御部は、温度計３の指示値が２６．４５および２６．５４［℃］のときに、各濃度の異なるＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）をそれぞれ測定し、得られた各ＫＣｌ水溶液に関する実測スペクトルＳ（ＴＳ）データをパーソナルコンピュータ５に送信する。第２の制御部は、各ＫＣｌ水溶液に関する実測スペクトルＳ（ＴＳ）データに対して、それぞれ指示温度に対応する水の基準スペクトルＢ（ＴＳ）データ（ＴＳ＝２６．４５、２６．５４）および理論スペクトルＡを用いて、フーリエ・セルフ−ディコンボリューション法に倣ったデータ処理を行い、８本の校正スペクトルデータを取得する。なお、理論スペクトルＡについては、測定温度がＴＳであって、ＫＣｌ水溶液の測定直前に測定を行って得た水の実測スペクトルから光強度の最大値データおよび最小値データと、理論曲線データとから得られる線形変換式から求まるものを利用する。
【００３１】
図７に、０．２５Ｍ  ＫＣｌ水溶液をサンプルとしたときの、校正スペクトルＳ′（図７のａ）、ＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）（図７のｂ）および理論スペクトルＡ（図７のｃ）の例を示す。この理論スペクトルＡと校正スペクトルＳ′との相違が、測定温度環境およびそれに付随する影響を取り去った、水試料と０．２５Ｍ  ＫＣｌ水溶液試料との物理的な屈折率の差を表わすものである。
【００３２】
第２の制御部は、校正スペクトルＳ′およびＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）の光強度の極小点付近を二次曲線でフィッティングし、その式の極小値に対応する角度としてＳＰＲ角度θＳＰＲを算出する。
【００３３】
図８に、本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られるＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）データと校正スペクトルＳ′データとから得られるＳＰＲ角度θＳＰＲの屈折率依存性を示す。図８に示すグラフは、測定時の温度計３の指示値毎の校正スペクトルＳ′データおよびＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）データから得られたＳＰＲ角度θＳＰＲを縦軸にとり、ＫＣＩ水溶液試料の屈折率を横軸にとってプロットした。その結果、ＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）データから得られたＳＰＲ角度θＳＰＲでは、温度計３の指示値が２６．４５℃のとき（図８のａ）と２６．５４℃のとき（図８のｂ）とで直線の傾きが異なっており、これは、温度によって屈折率感度に変化が生じていることを示す。一方、校正スペクトルＳ′から得た校正角度データθＳＰＲの場合、指示温度が２６．４５℃のとき（図８のｃ）と２６．５４℃のとき（図８のｄ）とにおいて直線の傾きはほぼ同じである。これより、本発明のフーリエ・セルフ−ディコンボリューション法に倣ったデータ処理方法を適用することにより、測定温度環境による屈折率感度のずれを抑えられていることが確認できる。
【００３４】
また、本発明のＳＰＲスペクトル測定装置におけるデータ校正方法は、光源１となる発光体と二次元イメージャーである検出器４とを有しており、光源１からの光の試料による吸収、あるいは蛍光による発光を検出器４において光強度として検出する光学測定装置であり、かつ、光学測定部Ｍの属する環境における温度変化が検出器４のシグナルに重畳する全ての系に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る校正スペクトル作成処理のフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る理論スペクトルＡ作成処理のフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＳＰＲ角度導出についてのフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られる理論曲線を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られる理論スペクトルＡを示す図である。
【図７】０．２５Ｍ  ＫＣｌ水溶液をサンプルとしたときの、校正スペクトルＳ′（図７のａ）、ＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）（図７のｂ）および理論スペクトルＡ（図７のｃ）の例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＳＰＲ測定装置によって得られるＫＣｌ水溶液の実測スペクトルＳ（ＴＳ）データと校正スペクトルＳ′データとから得られるＳＰＲ角度θＳＰＲの屈折率依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  光源
２  ガラス基板
３  温度計
４  検出器
５  パーソナルコンピュータ
Ｍ  光学測定部
Ｐ  演算および結果表示部
【図１】
0004535975.tif 000002
【図２】
0004535975.tif 000003
【図３】
0004535975.tif 000004
【図４】
0004535975.tif 000005
【図５】
0004535975.tif 000006
【図６】
0004535975.tif 000007
【図７】
0004535975.tif 000008
【図８】
0004535975.tif 000009